生物质能源有哪些种类?
依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
1、林业资源
林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等。
2、农业资源
农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。
能源植物泛指各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
3、污水废水
生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。
4、固体废物
城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
5、畜禽粪便
畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
6、沼气
沼气是由生物质能转换的一种可燃气体。沼气是一种混合物,主要成分是甲烷(CH4)。沼气是有机物质在厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的,所以称为沼气。
人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内,在厌氧(没有氧气)条件下发酵,类繁多的沼气发酵微生物分解转化,从而产生沼气。沼气是一种混合气体,可以燃烧。通常可以供农家用来烧饭、照明。
生物质能源特点:
1、可再生性
生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用;
2、低污染性
生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;
3、广泛分布性
缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;
4、总量十分丰富
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。
随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
5、广泛应用性
生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在,应用在国民经济的各个领域。
以上内容参考:百度百科-生物质能
生物质颗粒燃料产业前景光明
我国每年产生的园林绿化和林果枝叶达到数百亿吨,枯枝等生物质垃圾非常多,由于处理成本高,有的就被丢弃和就地焚烧了,不仅浪费了资源还污染环境,如果加工成生物质颗粒,就是很好的燃料,用于替代郊区小锅炉燃煤。未来颗粒燃料、城市锅炉供热、大型生物颗粒燃料工厂,可以部分替代城市燃煤供热、工业集中区燃煤供气和居民用煤。对于缓解能源紧张,保护地方环境具有十分重要的作用,因此,越来越多的地方正在加大对生物质成型燃料产业的投资力度。
国家也在进一步规划生物质成型燃料产业的发展。我国目前已经出台了《国家可再生能源中长期发展规划(2007-2020)》中指出,到2020年要生产和使用生物质成型燃料5000万吨《国家生物质能发展“十二五”规划(2012)》则提出,到2015年要生产和使用1500万吨。而截至2011年底,生物质成型燃料总产能约为500万吨,市场增长空间还有很大。
尚普咨询在《2014-2017年中国生物燃料行业市场投资策略及发展潜力预测报告》中提到:由于油气价格快速上涨,加上迫在眉睫的雾霾治理需求,我国已经有越来越多的地区开始提倡使用生物质颗粒燃料,冬季供暖和工业企业的供热需求让生物质供热产业逐渐发展壮大起来,该产业已经迎来发展的大好机遇。
生物燃料的环境效益主要体现在以下几方面:
1、生物燃料代替煤等常规能源,能减少大气污染物的排放量,有效改善城乡空气环境质量。生物燃料中硫的含量不到煤炭的1/10,其替代煤燃烧能有效地减少大气中二氧化硫的排放量;由于生物质在燃烧过程中排出的CO2与其生长过程中光合作用中所吸收的一样多,所以从循环利用的角度看,生物燃烧对空气的CO2的净排放为零。
2、燃烧后的固体废物可综合利用
灰分可以回收做钾肥,实现“秸秆—燃料—肥料”的有效循环。
3、合理处理废弃的农作物,降低对环境的影响
仅秸秆而言,我国每年农作物秸秆产重约为7.06亿千吨。若秸秆等废弃的农作物自然腐烂,将产生大量的甲烷,通常认为甲烷气体的温室效应是二氧化碳的21倍。将废弃的农作物做成燃料,既变废为宝,节约资源,又可减排温室气体,保护环境。
国家鼓励这样的环保企业发展,因为它很好滴实现了变废为宝、就地取材、就地生产,并具备节能、环保等多种功效特点。
目前我国还存在着生物燃料生产的工艺等问题制约着我国可持续经济的发展。对缓解我国能源紧张和环境污染具有重大意义,因此这个行业的发展还是有很大空间的。
节能效益:在当前化石能源资源日益紧缺、价格比较高的经济坏境下,生物质能源是清洁能源中价格最低的能源,且价格稳定、供应可靠。使用生物能源替代燃料油和天然气,不仅可以规避化石能源的价格波动风险,还能实现结构性节能效益。降耗效益:
以农林废弃物为原料制备的生物燃料可再生能源,使用不统计能耗,即单位GDP能耗为0.以某客户蒸汽量50蒸吨/h计,每年可节约标准煤2.5万吨,按照国家发改委现行政策,每减少使用一顿标准煤,可申请200元国家财政资助。
减排效益:
生物质能源燃烧排放的温室气体CO₂与其在生长过程中吸收CO₂的相当,且替代了化石能源,使用生物质燃料,温室气体为生态"0"排放。根据《京都议定书》CDM机制,使用生物质清洁能源,可向国际市场销售减排CO₂指标。
环保效益:
生物质燃料的经济效益
使用燃料或燃料油,不仅需要投资高额的脱硫脱硝设备,项目运行还需要支付高额的脱硫脱硝成本,生物质燃料含硫、氮、灰分极低,符合清洁燃料指标,燃烧时不用采取任何脱硫、脱硝措施即可达到国家环保要求;生物质能源生产与使用过程无废水、废弃、废渣等"三废"产生,储运无散落扬尘等污染。因此,无论是生产制造还是生产使用,均实现了清洁生产。投资效益:
使用绿彻生物质燃料,采用EMC或BOT模式,由绿彻负责成套设备共合作单位使用。合同期满后产权移交给用户,由此,合作单位可大大节省节能减排的投资成本。
政策效益:面对全球经济变冷、空气变暖,国家针对节能减排、发展循环经济、使用清洁能源、实施清洁生产、建设生态工业园区,出台了一系列的补贴/奖励/资助/减免等财税优惠政策,使用生物质清洁能源,利国利明、造福后代。
生物质资源以林业和农业废弃物为主
我国生物质资源丰富,主要包括农业废弃物、林业废弃物、畜禽粪便、城市生活垃圾、有机废水和废渣等,每年可作为能源利用的生物质资源总量约相等于4.6亿标准煤。其中农业废弃物资源量约4亿吨,折算成标煤量约2亿吨林业废弃物资源量约3.5亿吨,折算成标煤量约2亿吨其余相关有机废弃物约为6000万吨标准煤。
生物质发电保持稳步增长势头
随着国内大力鼓励和支持发展可再生能源,生物质能发电投资热情迅速高涨,各类农林废弃物发电项目纷纷启动建设。我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。据国家能源局数据显示,2019年,我国生物质发电累计装机达到2254万千瓦,同比增长26.6%我国生物质发电新增装机473万千瓦我国生物质发电量1111亿千瓦时,同比增长20.4%,继续保持稳步增长势头。
生物质能占可再生能源比例逐步扩大
从我国能源结构以及生物质能地位变化情况来看,近年来,随着生物质能发电持续快速增长,生物质能装机和发电量占可再生能源的比重不断上升。具体表现为:2019年我国生物质能源装机容量和发电量占可再生能源的比重分别上升至2.84%和5.45%。生物质能发电的地位不断上升,反映生物质能发电正逐渐成为我国可再生能源利用中的新生力量。
垃圾燃烧发电占比不断提高
根据中国产业发展促进会生物质能产业分会于2019年6月30日发布的《2019中国生物质发电产业排名报告》数据,截至2018年,我国已投产生物质发电项目902个,并网装机容量为1784.3万千瓦,年发电量为906.8亿千瓦时。
其中:我国农林生物质发电项目为321个,并网装机容量为806.3万千瓦,较2017年增加了51个项目、105.5万千瓦装机容量。而垃圾发电项目已达到401个,并网装机容量为916.4万千瓦,较2017年增加了63个项目、191.3万千瓦装机容量。
垃圾焚烧发电项目401个,并网装机容量916.4万千瓦,年发电量为488.1亿千瓦时,年处理垃圾量1.3亿吨。
沼气发电项目180个,较2017年增加44个装机容量为61.6万千瓦,较2017年增加11.7万千瓦年发电量、上网电量分别达到24.1亿、21.4亿千瓦时,较2017年各增加2亿、2.1亿千瓦时。
2018年农林生物质发电全行业发电设备平均利用小时数为4895小时,同比2017年减少774小时。装机容量增加约105.5万千瓦,但是发电量和上网电量和2017年基本持平,主要原因一是部分企业转为热电联产,供热量增大二是行业原料成本固定,但是盈利能力减弱,发电补贴未能及时下发,部分企业资金链紧张,最终导致停产。自2017年开始,垃圾焚烧发电装机增速明显高于农林生物质发电,装机装量超过农林生物质发电。到2018年,垃圾焚烧发电装机容量高于农林生物质发电约110万千瓦,上网电量高于农林生物质发电约35.7亿千瓦时。
——以上数据来源于前瞻产业研究院《中国生物质能发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。